Tổng quan luận án
Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu
Trong bối cảnh đổi mới giáo dục ở thế kỷ 21, mục tiêu giáo dục chuyển dịch từ việc trang bị kiến thức rời rạc sang hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực người học nhằm đáp ứng yêu cầu của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Tại Việt Nam, Nghị quyết số 88/2014/QH13 của Quốc hội và Quyết định số 404/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ đã định hướng đổi mới căn bản, toàn diện chương trình và sách giáo khoa giáo dục phổ thông. Chương trình Giáo dục phổ thông (GDPT) 2018 xác định tích hợp là một trong những định hướng chủ đạo ở cấp Trung học cơ sở (THCS), trong đó môn Khoa học tự nhiên (KHTN) được xây dựng trên cơ sở tích hợp các môn Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái Đất dựa trên các nguyên lý tự nhiên.
Khoảng trống nghiên cứu nảy sinh từ thực tiễn chuyển giao: chương trình môn Hóa học THCS hiện hành (chương trình 2006) chủ yếu được thiết kế theo cấu trúc trang bị kiến thức, kỹ năng đơn lẻ của từng phân môn mà chưa được cấu trúc tường minh theo hướng phát triển năng lực. Cán bộ quản lý và giáo viên phổ thông còn gặp khó khăn trong việc hiểu rõ bản chất của dạy học tích hợp (DHTH); việc triển khai xây dựng chủ đề tích hợp theo Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH chủ yếu mang tính kinh nghiệm, thiếu khung lý thuyết và quy trình chuẩn hóa. Đồng thời, giáo viên thiếu công cụ và quy trình kiểm tra đánh giá năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng (NLVDKTKN) của học sinh. Luận án giải quyết khoảng trống này bằng cách xây dựng hệ thống chủ đề cốt lõi (CĐCL) và quy trình tổ chức dạy học (TCDH) môn Hóa học ở THCS theo tiếp cận tích hợp nhằm phát triển NLVDKTKN cho học sinh trong giai đoạn giao thoa giữa hai chương trình giáo dục.
Mục tiêu và giả thuyết nghiên cứu
- Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu xây dựng chủ đề cốt lõi và đề xuất quy trình tổ chức dạy học Hóa học ở THCS theo tiếp cận tích hợp nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng cho học sinh.
- Giả thuyết khoa học: Nếu xây dựng được các CĐCL, đề xuất được quy trình TCDH chủ đề theo tiếp cận tích hợp một cách phù hợp trong dạy học Hóa học THCS thì sẽ phát triển được NLVDKTKN cho học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Hóa học ở nhà trường THCS.
- Nhiệm vụ nghiên cứu (gồm 6 nhiệm vụ):
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về TCDH Hóa học ở THCS theo tiếp cận tích hợp (cơ sở khoa học của DHTH, năng lực và NLVDKTKN, tích hợp và DHTH theo CĐCL, TCDH theo tiếp cận tích hợp).
- Nghiên cứu cơ sở thực tiễn: Khảo sát, đánh giá thực trạng TCDH Hóa học ở THCS theo tiếp cận tích hợp nhằm phát triển NLVDKTKN cho học sinh.
- Xác định cấu trúc và xây dựng tiêu chí, công cụ đánh giá NLVDKTKN của học sinh THCS thông qua dạy học bộ môn Hóa học theo tiếp cận tích hợp.
- Đề xuất nguyên tắc, quy trình xây dựng CĐCL bậc 1, bậc 2, bậc 3 trong dạy học Hóa học THCS.
- Đề xuất nguyên tắc, quy trình TCDH Hóa học ở THCS theo tiếp cận tích hợp; nguyên tắc và các bước xây dựng bài tập phát triển năng lực; thiết kế kế hoạch dạy học dựa trên CĐCL bậc 3 để tổ chức thực nghiệm sư phạm.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của giả thuyết khoa học đã đề ra.
Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học môn Hóa học ở cấp THCS.
- Đối tượng nghiên cứu: Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng; chủ đề cốt lõi; quy trình tổ chức dạy học Hóa học ở THCS theo tiếp cận tích hợp.
- Phạm vi nghiên cứu:
- Nội dung: Phát triển NLVDKTKN cho học sinh thông qua TCDH theo tiếp cận tích hợp bộ môn Hóa học ở lớp 8 và lớp 9 theo chương trình, SGK hiện hành có định hướng kết nối với chương trình GDPT mới.
- Địa bàn khảo sát và thực nghiệm: Các trường THCS thuộc 19 tỉnh và thành phố: Hà Nội, Thái Bình, Nam Định, Cao Bằng, Điện Biên, Bắc Ninh, Hưng Yên, Ninh Bình, Thanh Hóa, Thừa Thiên – Huế, Gia Lai, Quy Nhơn (Bình Định), Khánh Hòa, Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Tây Ninh, Bà Rịa – Vũng Tàu, An Giang, Bạc Liêu.
- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 12/2012 đến tháng 12/2019.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Các hướng nghiên cứu trên thế giới
Tích hợp trong giáo dục đã được nghiên cứu sâu rộng qua nhiều thập kỷ trên thế giới:
- Lý thuyết tích hợp và xu hướng tích hợp: Cepec (1991) nghiên cứu phương pháp xuyên môn; Fourez (1994) đề xuất tổ chức học tập quanh các dự án; De Ketele (1989) nghiên cứu sư phạm tích hợp xoay quanh mục tiêu; Xavier Roegiers (1996) chuẩn hóa sư phạm tích hợp với quan điểm phát triển năng lực hành động cho người học; Esbjörn-Hargens (2010) tổng kết lý thuyết tích hợp trong hơn 35 lĩnh vực học thuật; Clark (2002), Hamston và Murdoch (1996) khẳng định quy luật tích hợp gắn liền với học tập khám phá và học sâu (deep learning).
- Phân loại các mức độ tích hợp: D'Hainaut (1977, 1988) phân loại thành tích hợp nội bộ môn, đa môn, liên môn và xuyên môn; Fogarty và Stoehr (1991) xây dựng thang đo 5 cấp độ gồm kết nối (connected), kết chuỗi (sequenced), kết mạng (webbed), tích hợp (integrated), nối mạng (networked); Drake và Burns (2004) làm rõ các định hướng tích hợp đa môn, liên môn và xuyên môn.
- Tổ chức dạy học theo chủ đề và đánh giá năng lực: UNESCO (1968 tại Varna, 1972 tại Paris, 2000 tại Manila) định nghĩa DHTH các khoa học là cách tiếp cận diễn đạt sự thống nhất cơ bản của tư tưởng khoa học; Halimah Tussa'diah và Kiki Nurfadillah (2018), Yang Chi C. (2001) phân tích vai trò tổ chức học tập quanh các chủ đề; John Erpenbeck (1998), Weinert (2001), OECD (2002), Tremblay (2002) nghiên cứu khái niệm và cấu trúc năng lực; Wiggins (1992), Dierick và Dochy (2001), Mueller, Wiggins và McTighe chuẩn hóa lý thuyết đánh giá xác thực (Authentic Assessment) dựa trên bối cảnh và chuẩn đầu ra.
- Năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng khoa học: NRC (Hoa Kỳ, 1996) xác định kỹ năng tìm hiểu khoa học lớp 8; chuẩn chương trình của Úc, Nhật Bản, Hà Lan, Cộng hòa Séc quy định các năng lực thực hành, quan sát và giải quyết vấn đề khoa học.
Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam
- Lịch sử và chương trình tích hợp: Ngô Minh Oanh (2012) khảo sát tích hợp trong giáo dục miền Nam giai đoạn 1954–1975; Đỗ Đình Hoan (2002) nghiên cứu tích hợp ở cấp Tiểu học trong chương trình GDPT 2000; Cao Thị Thặng (2010, 2011, 2013) nghiên cứu xu hướng tích hợp liên môn Vật lí - Hóa học - Sinh học và Lịch sử - Địa lí; nhóm nghiên cứu Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam (Nguyễn Anh Dũng, Đào Thái Lai, Đặng Thị Oanh, 2012, 2014) đề xuất phương án tích hợp và phân hóa sau năm 2015.
- Dạy học tích hợp theo chủ đề và các định hướng giáo dục: Nguyễn Phúc Chỉnh (2012), Trương Mộng Diện (2012), Trần Thị Mai Lan (2009), Nguyễn Thị Sửu và Phạm Hồng Bắc (2013) nghiên cứu tích hợp giáo dục môi trường, an toàn thực phẩm, dân số và hướng nghiệp; Nguyễn Thành Long, Đặng Tiên Dung (2016), Lê Thị Thùy Linh (2015), Đinh Quang Báo và Lại Phương Liên (2019), Vũ Phương Liên (2020), Nguyễn Mậu Đức nghiên cứu xây dựng các chủ đề tích hợp liên môn nhằm phát triển năng lực giáo viên và học sinh; Trần Thành Huế (2014), Đỗ Hương Trà (2008, 2009, 2015, 2017) nghiên cứu phương thức TCDH tích hợp trong môn Vật lí định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
- Nghiên cứu về phát triển và đánh giá năng lực: Phạm Thị Bích Đào (dạy học dự án phát triển năng lực sáng tạo), Vũ Thị Sơn (bài tập tự nhiên - xã hội theo chủ đề tích hợp), Đặng Xuân Thư và Nguyễn Thị Thanh (lý thuyết kiến tạo và năng lực tự học, năng lực vận dụng môn Hóa học), Đào Việt Hùng (2020), Trần Ngọc Huy (2014); nhóm nghiên cứu của Nguyễn Thị Lan Phương, Dương Thu Mai, Nguyễn Công Khanh, Nguyễn Thu Hà (2012–2016) xây dựng khung chuẩn, ma trận và công cụ đánh giá năng lực học sinh.
Vị trí và khoảng trống luận án giải quyết
Mặc dù các công trình trước đây đã làm rõ cơ sở lý luận của DHTH và dạy học tích hợp liên môn, nhưng phần lớn mới dừng lại ở các bài học riêng lẻ hoặc chủ đề liên môn độc lập. Chưa có công trình nào nghiên cứu một cách hệ thống việc cấu trúc lại toàn bộ nội dung môn Hóa học THCS theo trục các nguyên lý tự nhiên thông qua hệ thống "Chủ đề cốt lõi" phân tầng bậc (bậc 1, bậc 2, bậc 3), kết hợp với quy trình TCDH theo tiếp cận tích hợp và bộ công cụ đánh giá chuyên biệt cho NLVDKTKN trong giai đoạn chuyển tiếp chương trình GDPT.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở lý thuyết và khung phân tích
- Cơ sở triết học:
- Triết học Hegel: Quy luật về mối quan hệ giữa "cái toàn thể" và "cái bộ phận". Các bộ phận trong tự nhiên và xã hội là những bộ phận liên kết thống nhất trong một chỉnh thể toàn thể.
- Phép biện chứng duy vật Marx - Lênin: Mối quan hệ biện chứng giữa "cái chung" và "cái riêng". Dạy học tích hợp giúp học sinh nhận thức được cái chung (quy luật, nguyên lý vận động của thế giới tự nhiên) thông qua cái riêng (các hiện tượng, kiến thức hóa học cụ thể).
- Logic nhận thức: Tiến trình "Tổng – Phân – Hợp", trong đó tích hợp đóng vai trò là khâu "Hợp", khắc phục tình trạng phân mảnh kiến thức khi chỉ thực hiện khâu "Phân".
- Cơ sở tâm lý học và giáo dục học:
- Lý thuyết phát triển nhận thức của Jean Piaget: Sự hình thành cấu trúc nhận thức theo lứa tuổi.
- Thuyết vùng phát triển gần nhất (ZPD) của L. Vygotsky: Dạy học tích hợp đưa học sinh chuyển dịch từ vùng phát triển gần nhất sang vùng phát triển hiện tại thông qua các nhiệm vụ giải quyết vấn đề phức hợp.
- Lý thuyết kiến tạo (Constructivism): Học sinh chủ động kiến tạo tri thức qua chu trình: Dự báo $\rightarrow$ Kiểm nghiệm $\rightarrow$ Thất bại $\rightarrow$ Thích nghi $\rightarrow$ Tri thức mới.
- Thuyết đa trí tuệ của Howard Gardner: Đa dạng hóa các hình thức học tập dựa trên chủ đề tích hợp.
- Quan điểm sư phạm tích hợp của Xavier Roegiers: Năng lực được định nghĩa qua mô hình tương tác:
$$\text{Năng lực} = {\text{Kiến thức} \times \text{Kỹ năng}} \times \text{Tình huống}$$
- Khung cấu trúc mục tiêu của B. Bloom: Kết hợp giữa các đơn vị kiến thức và kỹ năng để tạo thành ma trận mục tiêu thời đoạn và mục tiêu tích hợp cuối thời đoạn.
Phương pháp nghiên cứu
Luận án kết hợp các phương pháp nghiên cứu định tính và định lượng:
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích, tổng hợp, phân loại, hệ thống hóa các văn bản lý luận, chương trình GDPT môn Hóa học 2006 và chương trình môn KHTN 2018.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
- Quan sát sư phạm: Dự giờ các tiết dạy Hóa học tại các trường THCS để phân tích thực trạng tổ chức hoạt động dạy học.
- Điều tra xã hội học bằng phiếu hỏi: Khảo sát trên diện rộng đối với cán bộ quản lý, giáo viên Hóa học/KHTN và học sinh THCS tại 19 tỉnh, thành phố.
- Chuyên gia và tọa đàm khoa học: Xin ý kiến chuyên gia giáo dục, giảng viên phương pháp dạy học và giáo viên cốt cán về quy trình xây dựng CĐCL, quy trình TCDH và bảng tiêu chí đánh giá năng lực.
- Thực nghiệm sư phạm: Triển khai qua 3 vòng thực nghiệm từ năm học 2015–2016 đến năm học 2017–2018 với các lớp thực nghiệm (TN) và đối chứng (ĐC).
- Phương pháp xử lý số liệu: Thống kê toán học trong nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng, sử dụng phần mềm SPSS để tính toán các tham số đặc trưng: Điểm trung bình ($\overline{X}$), độ lệch chuẩn ($S$), hệ số biến thiên ($C_v$), giá trị kiểm định $t$-Student ($p$-value), mức độ ảnh hưởng (Effect Size - $ES$), vẽ đồ thị đường lũy tích.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học Hóa học theo tiếp cận tích hợp nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng cho học sinh trung học cơ sở
- Hệ thống hóa cơ sở lý luận:
- Xác định bản chất của DHTH là quá trình GV tổ chức cho HS huy động kiến thức, kỹ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập và đời sống, qua đó phát triển năng lực.
- Xác định bản chất của chủ đề cốt lõi (CĐCL) trong môn Hóa học: là các chủ đề có tính xuyên suốt, mang tính nguyên lý, bao trùm cấu trúc và sự biến đổi vật chất, chịu sự chi phối của các nguyên lý vận động phát triển chung của tự nhiên.
- Phân tích cấu trúc TCDH theo tiếp cận tích hợp: bao gồm việc lựa chọn CĐCL làm đơn vị tích hợp, xây dựng câu hỏi cốt lõi (CHCL), thiết kế ma trận mục tiêu thời đoạn hướng tới mục tiêu tích hợp cuối thời đoạn, và tổ chức chuỗi hoạt động học tập tích cực (trên lớp, ngoài lớp, theo nhóm, cá nhân).
- Kết quả khảo sát thực tiễn:
- Nhận thức của giáo viên: Phần lớn giáo viên nhận thức được sự cần thiết của DHTH nhưng hiểu biết về CĐCL và phương thức thiết kế chủ đề tích hợp còn hạn chế. Giáo viên chủ yếu thực hiện tích hợp liên môn ở mức độ liên hệ thực tế đơn giản hoặc lồng ghép nội dung môi trường.
- Khó khăn của giáo viên: Thiếu tài liệu hướng dẫn cụ thể về CĐCL; khó khăn trong việc phân phối thời gian; cơ sở vật chất và thiết bị thí nghiệm chưa đồng bộ; lúng túng trong việc xây dựng công cụ đánh giá năng lực học sinh.
- Thực trạng phía học sinh: Học sinh THCS có nhu cầu khám phá thực tiễn cao nhưng thói quen học tập còn thụ động, khả năng liên hệ kiến thức hóa học với các hiện tượng thực tiễn và các môn học khác (Vật lí, Sinh học) còn yếu; mức độ đạt được ở các tiêu chí vận dụng kiến thức vào bối cảnh mới còn thấp.
Chương 2: Xây dựng chủ đề cốt lõi và tổ chức dạy học Hóa học ở trung học cơ sở theo tiếp cận tích hợp nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng cho học sinh
- Phân tích chương trình: Phân tích đối sánh giữa chương trình Hóa học THCS hiện hành và mạch nội dung "Chất và sự biến đổi của chất" trong môn KHTN của chương trình GDPT 2018 nhằm đảm bảo tính kế thừa và đón đầu đổi mới.
- Cấu trúc và bộ công cụ đánh giá NLVDKTKN của học sinh THCS:
- Cấu trúc NLVDKTKN được cụ thể hóa thành 4 tiêu chí thành phần (gồm các chỉ số hành vi và 3 mức độ biểu hiện: Mức 1 - Chưa đạt/Biết, Mức 2 - Đạt/Hiểu, Mức 3 - Tốt/Vận dụng thành thạo):
- Tiêu chí 1 (TC1): Phát hiện, giải thích các hiện tượng tự nhiên, ứng dụng hóa học trong đời sống và sản xuất.
- Tiêu chí 2 (TC2): Thu thập, xử lý và tích hợp thông tin từ nhiều nguồn để giải quyết vấn đề học tập/thực tiễn.
- Tiêu chí 3 (TC3): Đề xuất giải pháp, lập kế hoạch và thực hiện giải quyết vấn đề mang tính tích hợp.
- Tiêu chí 4 (TC4): Đánh giá giải pháp, hành vi ứng xử thích hợp với môi trường, sức khỏe con người và cộng đồng.
- Bộ công cụ đánh giá gồm: Bảng quan sát tiêu chí (Rubrics), hệ thống câu hỏi/bài tập tích hợp, phiếu đánh giá của giáo viên, phiếu học sinh tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng.
- Xây dựng hệ thống Chủ đề cốt lõi:
- Nguyên tắc xây dựng: Đảm bảo tính khoa học, sư phạm; đảm bảo logic nội dung hóa học và các nguyên lý KHTN; gắn với thực tiễn; đảm bảo tính khả thi trong điều kiện dạy học hiện hành.
- Phân tầng bậc CĐCL:
- CĐCL bậc 1: Các nguyên lý vận động và phát triển chung của thế giới tự nhiên (sự đa dạng, cấu trúc, tương tác, biến đổi, bảo toàn và phát triển).
- CĐCL bậc 2: Các chủ đề bao trùm trong chương trình Hóa học THCS (như: Chất - Cấu trúc và tính chất; Phản ứng hóa học và sự biến đổi chất; Hóa học với môi trường và đời sống).
- CĐCL bậc 3: Các mạch nội dung bài học/chủ đề cụ thể được tái cấu trúc từ SGK hiện hành.
- Quy trình tổ chức dạy học theo tiếp cận tích hợp:
- Quy trình 5 bước:
- Xác định CĐCL và xây dựng hệ thống câu hỏi cốt lõi (CHCL).
- Xác định mục tiêu học tập và thiết lập ma trận phát triển NLVDKTKN.
- Thiết kế chuỗi hoạt động học tập tích hợp (Khởi động/Đặt vấn đề $\rightarrow$ Khám phá/Hình thành kiến thức $\rightarrow$ Luyện tập/Củng cố $\rightarrow$ Vận dụng/Mở rộng).
- Xây dựng hệ thống công cụ kiểm tra, đánh giá theo tiêu chí năng lực.
- Tổ chức thực hiện kế hoạch bài dạy trên lớp/ngoài lớp và điều chỉnh.
- Xây dựng tài liệu thực nghiệm:
- Xây dựng bộ 75 bài tập hóa học định hướng phát triển NLVDKTKN kèm ma trận, hướng dẫn chấm và đáp án chi tiết.
- Thiết kế 4 kế hoạch bài dạy chủ đề tích hợp bậc 3:
- Chủ đề 1: Oxi – Không khí quanh ta (Lớp 8).
- Chủ đề 2: Nước và sự sống (Lớp 8).
- Chủ đề 3: Dẫn xuất hiđrocacbon và nguồn dinh dưỡng (Lớp 9).
- Chủ đề 4: Nguồn nguyên liệu tự nhiên (Lớp 9).
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
- Thiết kế và tiến trình thực nghiệm:
- Tiến hành qua 3 vòng thực nghiệm sư phạm độc lập tại các trường THCS đại diện cho các vùng miền kinh tế - xã hội khác nhau:
- Vòng 1 (Năm học 2015–2016): Thử nghiệm quy trình và các chủ đề bước đầu, hoàn thiện công cụ đánh giá.
- Vòng 2 (Năm học 2016–2017): Mở rộng quy mô thực nghiệm ở các lớp 8 và 9, theo dõi sự chuyển biến của học sinh.
- Vòng 3 (Năm học 2017–2018): Triển khai hoàn chỉnh toàn bộ 4 chủ đề cốt lõi, đánh giá sâu sự phát triển năng lực qua các lần đo.
- Kết quả xin ý kiến chuyên gia: Kết quả trưng cầu ý kiến từ các giảng viên, chuyên gia phương pháp dạy học và giáo viên cốt cán cho thấy sự đồng thuận cao về tính khoa học, tính logic và tính khả thi của quy trình xây dựng CĐCL cũng như quy trình TCDH tích hợp.
- Kết quả thực nghiệm định lượng và định tính:
- Kết quả định lượng từ các bài kiểm tra: Điểm trung bình ($\overline{X}$) của nhóm thực nghiệm ở tất cả các vòng, các bài kiểm tra đều cao hơn nhóm đối chứng một cách có ý nghĩa thống kê ($p < 0,05$); độ lệch chuẩn ($S$) và hệ số biến thiên ($C_v$) của nhóm TN thấp hơn nhóm ĐC, phản ánh chất lượng học tập đồng đều hơn; đồ thị đường lũy tích của nhóm TN luôn lệch về phía bên phải so với nhóm ĐC.
- Kết quả đánh giá sự phát triển NLVDKTKN qua phiếu đánh giá tiêu chí: Điểm trung bình của 4 tiêu chí năng lực (TC1, TC2, TC3, TC4) ở nhóm thực nghiệm tăng dần qua các lần đánh giá liên tiếp (từ trước tác động đến sau tác động và qua các vòng thực nghiệm). Tỷ lệ học sinh đạt Mức 3 tăng mạnh, tỷ lệ học sinh ở Mức 1 giảm rõ rệt.
- Kết quả định tính: Học sinh ở các lớp thực nghiệm thể hiện thái độ học tập tích cực, chủ động trao đổi nhóm, hứng thú giải quyết các bài tập gắn với bối cảnh thực tiễn và tự tin đề xuất các giải pháp kỹ thuật, bảo vệ môi trường.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp về mặt lý luận
- Hệ thống hóa, phân tích và làm sáng tỏ các khái niệm cơ bản về tích hợp, dạy học tích hợp, chủ đề cốt lõi (CĐCL), câu hỏi cốt lõi (CHCL) và năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng trong dạy học môn Hóa học ở trường THCS.
- Xây dựng khung lý thuyết tổ chức dạy học Hóa học theo tiếp cận tích hợp dựa trên sự kết hợp hài hòa giữa cấu trúc môn học hiện hành và các nguyên lý vận động phát triển của thế giới tự nhiên.
- Xác định cấu trúc năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng của học sinh THCS trong môn Hóa học gồm 4 tiêu chí rõ ràng kèm hệ thống chỉ số hành vi và thang mức độ đánh giá tương ứng.
Đóng góp về mặt thực tiễn
- Đề xuất nguyên tắc và quy trình xây dựng CĐCL theo 3 tầng bậc (bậc 1, bậc 2, bậc 3), tạo cầu nối vững chắc giúp giáo viên chuyển đổi linh hoạt từ chương trình hiện hành sang chương trình GDPT 2018.
- Xây dựng quy trình 5 bước tổ chức dạy học Hóa học ở THCS theo tiếp cận tích hợp nhằm phát triển NLVDKTKN cho học sinh.
- Thiết kế hoàn chỉnh 4 kế hoạch bài dạy chủ đề tích hợp thực nghiệm (Oxi – Không khí quanh ta; Nước và sự sống; Dẫn xuất hiđrocacbon và nguồn dinh dưỡng; Nguồn nguyên liệu tự nhiên) có thể sử dụng trực tiếp trong thực tiễn giảng dạy.
- Xây dựng hệ thống 75 bài tập hóa học tích hợp định hướng phát triển năng lực kèm theo đáp án, ma trận đánh giá, đóng góp nguồn tư liệu phục vụ kiểm tra đánh giá định kỳ và thường xuyên.
Bảng tổng hợp cấu trúc các Chủ đề cốt lõi đề xuất
| Tầng bậc CĐCL |
Phạm vi và nội dung bao quát |
Chức năng trong dạy học tích hợp |
| CĐCL bậc 1 |
Các nguyên lý vận động, tương tác, bảo toàn và phát triển chung của thế giới tự nhiên. |
Trục tích hợp xuyên suốt, định hướng nhận thức thế giới tự nhiên như một chỉnh thể thống nhất. |
| CĐCL bậc 2 |
Các lĩnh vực nội dung cốt lõi của Hóa học THCS (Cấu trúc chất, Phản ứng hóa học, Hóa học với đời sống). |
Kết nối các mạch kiến thức môn học theo các quy luật vận động hóa học. |
| CĐCL bậc 3 |
Các chủ đề bài dạy cụ thể (Oxi – Không khí; Nước; Dẫn xuất hiđrocacbon; Nguồn nguyên liệu). |
Đơn vị tổ chức dạy học trực tiếp, tích hợp hoạt động học tập và phát triển từng tiêu chí NLVDKTKN. |
Khuyến nghị đề xuất
- Đối với các cấp quản lý giáo dục (Bộ, Sở, Phòng GD&ĐT): Tổ chức bồi dưỡng, tập huấn cho giáo viên về phương pháp thiết kế CĐCL và kỹ thuật xây dựng công cụ đánh giá năng lực; tăng cường đầu tư trang thiết bị dạy học, phòng thực hành đáp ứng yêu cầu dạy học tích hợp.
- Đối với các trường THCS và tổ chuyên môn: Chủ động rà soát, tái cấu trúc kế hoạch giáo dục nhà trường theo các chủ đề tích hợp; tạo điều kiện cho giáo viên thực hiện sinh hoạt chuyên môn theo hướng nghiên cứu bài học tích hợp.
- Đối với giáo viên: Tích cực đổi mới phương pháp dạy học, tăng cường giao nhiệm vụ học tập gắn với thực tiễn, sử dụng linh hoạt các công cụ đánh giá tiêu chí để theo dõi sự tiến bộ của học sinh.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đề tài
- Nghiên cứu được triển khai trong giai đoạn chuyển tiếp giữa hai chương trình giáo dục, do đó các chủ đề thực nghiệm vẫn phải dựa trên nền tảng khung phân phối chương trình và SGK Hóa học hiện hành, chưa triển khai toàn diện trên toàn bộ chương trình môn Khoa học tự nhiên mới.
- Việc tổ chức thực nghiệm sư phạm ở một số trường vùng sâu, vùng xa còn gặp rào cản về điều kiện cơ sở vật chất, hóa chất, thiết bị thí nghiệm và thời lượng dành cho các hoạt động trải nghiệm thực tế ngoài lớp học.
Hướng nghiên cứu tiếp
- Mở rộng nghiên cứu vận dụng quy trình xây dựng CĐCL và TCDH tích hợp vào toàn bộ các mạch nội dung còn lại của môn Khoa học tự nhiên cấp THCS và môn Hóa học cấp THPT theo chương trình GDPT 2018.
- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin, mô phỏng số và các nền tảng học tập trực tuyến vào việc thiết kế và quản lý các hoạt động học tập tích hợp theo chủ đề cốt lõi.
- Phát triển các công cụ đánh giá xác thực đa dạng hơn (như hồ sơ học tập điện tử, dự án STEM tích hợp) để đánh giá năng lực học sinh trong môi trường số.
Giá trị tham khảo
- Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và nhà nghiên cứu giáo dục: Cung cấp khung lý luận chặt chẽ về sư phạm tích hợp, phương pháp phân tầng bậc chủ đề cốt lõi và hệ thống phương pháp nghiên cứu sư phạm ứng dụng chuẩn mực (thiết kế thực nghiệm nhiều vòng, xử lý thống kê định lượng kết hợp đánh giá định tính).
- Đối với giảng viên các trường đại học, cao đẳng sư phạm: Là tài liệu tham khảo giá trị phục vụ giảng dạy học phần "Lý luận và Phương pháp dạy học Hóa học", "Dạy học tích hợp Khoa học tự nhiên" và xây dựng chương trình đào tạo giáo viên KHTN.
- Đối với cán bộ quản lý giáo dục và giáo viên THCS: Bản kế hoạch bài dạy 4 chủ đề thực nghiệm, bộ 75 bài tập tích hợp và thang đánh giá rubrics có thể áp dụng trực tiếp vào việc đổi mới sinh hoạt chuyên môn và thực hiện dạy học phân môn Hóa học trong môn KHTN tại các trường phổ thông.
Câu hỏi thường gặp
1. Bản chất của "Chủ đề cốt lõi" trong luận án được định nghĩa như thế nào?
Trong luận án, Chủ đề cốt lõi (CĐCL) được định nghĩa là những chủ đề có tính xuyên suốt với các phạm vi rộng hẹp khác nhau, tạo ra các thứ bậc về sức chứa nội dung, chịu sự chi phối của các nguyên lý khoa học tự nhiên. CĐCL vừa đóng vai trò là mô hình tích hợp nội dung, vừa là công cụ tổ chức dạy học giúp kết nối các kiến thức rời rạc thành một hệ thống toàn vẹn, giúp học sinh có được cái nhìn tổng quan về thế giới tự nhiên.
2. Cấu trúc năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng của học sinh THCS gồm những tiêu chí nào?
NLVDKTKN trong luận án được cấu trúc thành 4 tiêu chí cốt lõi:
- Tiêu chí 1: Phát hiện, giải thích các hiện tượng tự nhiên, ứng dụng hóa học trong thực tiễn.
- Tiêu chí 2: Thu thập, xử lý và tích hợp thông tin liên môn để giải quyết vấn đề.
- Tiêu chí 3: Đề xuất giải pháp, lập kế hoạch và thực thi giải quyết vấn đề thực tiễn.
- Tiêu chí 4: Đánh giá giải pháp và thể hiện thái độ, hành vi ứng xử đúng đắn với môi trường và đời sống.
3. Quy trình tổ chức dạy học Hóa học theo tiếp cận tích hợp gồm những bước nào?
Quy trình TCDH đề xuất gồm 5 bước cơ bản:
- Bước 1: Xác định CĐCL và hệ thống câu hỏi cốt lõi (CHCL).
- Bước 2: Xác định mục tiêu và lập ma trận tích hợp kiến thức - kỹ năng - năng lực.
- Bước 3: Thiết kế chuỗi hoạt động học tập tích hợp (mở đầu, khám phá, luyện tập, vận dụng).
- Bước 4: Xây dựng bộ công cụ đánh giá sự phát triển năng lực theo tiêu chí.
- Bước 5: Tổ chức dạy học thực tế và đánh giá, điều chỉnh.
4. Bốn chủ đề thực nghiệm sư phạm được thiết kế trong luận án là gì?
Bốn chủ đề thực nghiệm bậc 3 được thiết kế gồm:
- Chủ đề 1: Oxi – Không khí quanh ta (Chương trình Hóa học 8).
- Chủ đề 2: Nước và sự sống (Chương trình Hóa học 8).
- Chủ đề 3: Dẫn xuất hiđrocacbon và nguồn dinh dưỡng (Chương trình Hóa học 9).
- Chủ đề 4: Nguồn nguyên liệu tự nhiên (Chương trình Hóa học 9).
5. Dữ liệu thực nghiệm sư phạm chứng minh tính hiệu quả của đề tài như thế nào?
Hiệu quả của đề tài được chứng minh qua 3 vòng thực nghiệm tại 19 tỉnh, thành phố:
- Điểm trung bình các bài kiểm tra của nhóm thực nghiệm luôn cao hơn nhóm đối chứng có ý nghĩa thống kê ($p < 0,05$), độ phân tán điểm số thấp hơn.
- Điểm số trung bình của từng tiêu chí năng lực (TC1 đến TC4) ở nhóm thực nghiệm tăng tiến liên tục qua các giai đoạn đo.
- Tỷ lệ học sinh đạt năng lực ở mức cao (Mức 3) tăng rõ rệt, khẳng định tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đã đề ra.
Kết luận
Luận án tiến sĩ của tác giả Hà Thị Lan Hương đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu thông qua việc thiết lập cơ sở lý luận và thực tiễn vững chắc về tổ chức dạy học Hóa học ở trường THCS theo tiếp cận tích hợp. Đề tài đã đóng góp quan trọng vào việc phân tầng hệ thống Chủ đề cốt lõi, hoàn thiện quy trình tổ chức dạy học tích hợp và xây dựng bộ công cụ đánh giá chuẩn xác năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng cho học sinh. Kết quả thực nghiệm sư phạm qua 3 vòng nghiêm ngặt tại 19 tỉnh, thành phố trên cả nước đã khẳng định tính khả thi, hiệu quả thực tế của các giải pháp sư phạm đề xuất. Công trình là tài liệu khoa học có giá trị học thuật và thực tiễn cao, đóng góp thiết thực cho công cuộc đổi mới chương trình giáo dục phổ thông môn Hóa học và môn Khoa học tự nhiên hiện nay.
